Met goedkope componenten uit mobiele telefoons kun je de groei van celculturen filmen met een resolutie van 660 nanometer. Zonder dat je je petrichaaltjes telkens uit de incubator hoeft te halen om ze onder de microscoop te leggen, schrijven Caltech-onderzoekers in PNAS.

Guoan Zheng, Changhuei Yang en collega’s noemen hun uitvinding ‘subpixel perspective sweeping microscopy’. Het basisidee is om een lichtgevoelige CMOS-camerachip (uit een mobieltje met camera) te gebruiken als bodem van een ‘ePetrischaal’. Zulke chips zijn tegenwoordig zo goedkoop dat je ze als wegwerpartikel kunt beschouwen, wat vooral handig is als je met gevaarlijke bacteriën werkt.

Probleem met zo’n goedkope chip is dat de lichtgevoelige pixels een paar micrometer in het vierkant zijn. Dat betekent dat de gemiddelde cel maar een beperkt aantal pixels bedekt, zodat je er nooit een echt gedetailleerd beeld van kunt krijgen.

Daar hebben de auteurs echter iets op gevonden. Ze maken gebruik van het feit dat zulke chips worden geleverd met een transparante deklaag van ongeveer 0,9 micrometer dik. Er zit dus een zekere afstand tussen de cellen en de pixels. Dat betekent weer dat de schaduw van de cellen, die op die pixels valt, verschuift wanneer het licht uit een andere hoek komt.

De truc is nu om de chip te scannen met een kleine lichtbron, en telkens een reeks opnames te maken met licht uit verschillende hoeken. Die opnames laat je vervolgens door een computeralgoritme in elkaar schuiven tot één plaatje met een virtuele resolutie, die veel kleiner is dan die van de afzonderlijke opnames. De auteurs zijn tot 660 nm gekomen, en waarschijnlijk kan dat nog wel kleiner als je iets betere apparatuur gebruikt.

Die verschuivende lichtbron is ook weer heel goedkoop te creëren uit het restant van het eerder genoemde mobieltje. Dat leg je boven het ePetrischaaltje, met het beeldscherm naar beneden, en je speelt er een filmpje op af waarbij telkens een paar van de beeldpixels fel oplichten terwijl de rest zwart blijft. Voor zo’n CMOS-chip blijkt die hoeveelheid licht ruim voldoende te zijn.

Om het mobieltje netjes neer te leggen gebruiken de auteurs een tafeltje van Legosteentjes, wat nog wel eens het duurste onderdeel van de hele proefopstelling zou kunnen zijn.

Het grote voordeel is dat je een hele reeks van deze ePetrischaaltjes in de incubator kunt zetten, met een snoertje naar buiten, en dat je ze daar ook gedurende het hele experiment kunt laten staan. Om de kosten hoef je het in elk geval niet te laten; desnoods verkoop je je oude microscoop.

bron: Caltech